(57)【要約】【課題】発熱体に熱的に接続されるベース板に立設接合された複数の放熱フィンの接合状態の良否を客観的に判断することができる接合状態検査方法を提供すること。【解決手段】発熱体に熱的に接続される銅合金製ベース板２の一方の面に立設接合された複数の銅合金製又はアルミニウム合金製放熱フィン３の接合状態の良否を判定する接合状態検査方法であって、複数の放熱フィン３を一つずつ弾くとともに、各放熱フィン３を弾いたときに発生する音を計測し、計測された音の特性値を基準値と比較することにより各放熱フィン３の接合状態の良否を判定する。【選択図】            図１
2005055208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体に熱的に接続される銅合金製ベース板の一方の面に立設接合された複数の銅合金製又はアルミニウム合金製放熱フィンの接合状態の良否を判定する接合状態検査方法であって、
前記複数の放熱フィンを一つずつ弾くとともに、前記各放熱フィンを弾いたときに発生する音を計測し、計測された音の特性値を基準値と比較することにより前記各放熱フィンの接合状態の良否を判定することを特徴とする接合状態検査方法。
【請求項２】
前記各放熱フィンを弾いたときに前記各放熱フィンに生じる応力の大きさが、前記各放熱フィンの０．２％ひずみ耐力の７５％乃至１００％の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の接合状態検査方法。
【請求項３】
前記各放熱フィンは、アルミニウム合金製であり、前記ベース板の一方の面に摩擦振動接合により立設接合されたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接合状態検査方法。
【請求項４】
前記各放熱フィンをアルミニウム合金製の部材で弾くことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の接合状態検査方法。
【請求項５】
発熱体に熱的に接続される銅合金製ベース板の一方の面に摩擦振動接合により立設接合された複数のアルミニウム合金製放熱フィンの接合状態の良否を判定する接合状態検査方法であって、
回転する接合ツールを前記ベース板の他方の面に押し当てつつ当該他方の面に沿って移動させて前記ベース板と前記各放熱フィンとを摩擦振動接合する際に前記接合ツールを回転させるモータに流れる電流値を計測し、計測された電流値を基準値と比較することにより前記各放熱フィンの接合状態の良否を判定することを特徴とする接合状態検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発熱体に熱的に接続される銅合金製ベース板の一方の面に立設接合された複数の銅合金製又はアルミニウム合金製放熱フィンの接合状態の良否を判定する接合状態検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子、モータ、電子制御部品などの発熱体から発生する熱を発散させるための放熱部材として、発熱体に熱的に接続されるベース板に複数の放熱フィンを立設接合してなるものが知られている。また、各放熱フィンは、ろう材や接着剤を介してベース板に接合されており、あるいは、摩擦振動接合（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）によりベース板に直接に接合されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、摩擦振動接合とは、溶融点の異なる金属部材同士（例えば、アルミニウム合金部材と銅合金部材）を接合する方法であって、その境界部分を加熱及び加圧することにより両金属部材の境界面における隙間をなくしつつ、当該境界面に存在する酸化皮膜を分断破壊するとともに、熱によって境界部分のメタルを高温化して塑性変形させることにより、金属部材同士の接触面積と拡散速度を増大させながら境界面を接合する方法であり、特許文献１には、一の金属部材に他の金属部材を接触させたうえで、回転する接合ツールを溶融点の低い金属部材の表面に押し込みつつその表面に沿って移動させることにより、両金属部材を互いに接合する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献１に記載された摩擦振動接合とは異なる新たな摩擦振動接合として、回転する接合ツールを溶融点の高い金属部材の表面に押し込みつつその表面に沿って移動させることにより溶融点の異なる金属部材同士を接合する方法が本願出願人によって提案されている（例えば、特願２００３−１５０２０５）。
かかる摩擦振動接合によると、両金属部材の境界面が溶融点の高い金属部材側から加熱及び加圧されるので、境界部分が接合に必要な温度まで上昇したときであっても、加熱及び加圧される側の金属部材ほどその変形抵抗を高く保って接合ツールによる押圧力を境界面に対して効率よく伝達することから、金属部材間に隙間のない高強度の接合が可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−１４２６３９号公報（全頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した放熱部材を製品として出荷するに際しては、ベース板と放熱フィンとの接合状態の良否を把握し、接合不良のものを確実に除去する必要がある。しかしながら、一枚のベース板に多数の放熱フィンが密集して配置されていることから、放熱フィンとベース板との接合部を直接視認してその接合状態を確認しようとしても、当該接合部が他の放熱フィンの死角となってその接合状態を確認できない場合がある。また、接合部を視認できたとしても、結局のところ当該接合部を外部から観察したにすぎないことから、その接合状態の良否を客観的に判断できるとはいえない。
【０００７】
そこで、本発明は、発熱体に熱的に接続されるベース板に立設接合された複数の放熱フィンの接合状態の良否を客観的に判断することができる接合状態検査方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、請求項１に係る発明は、発熱体に熱的に接続される銅合金製ベース板の一方の面に立設接合された複数の銅合金製又はアルミニウム合金製放熱フィンの接合状態の良否を判定する接合状態検査方法であって、前記複数の放熱フィンを一つずつ弾くとともに、前記各放熱フィンを弾いたときに発生する音を計測し、計測された音の特性値を基準値と比較することにより前記各放熱フィンの接合状態の良否を判定することを特徴とする。
【０００９】
かかる接合状態検査方法は、ベース板と放熱フィンとの接合状態によって放熱フィンを弾いたときに発生する音の周波数特性やレベルなどの特性値が異なることに着目して創案されたものである。そして、この特性値は、騒音計等の計測装置によって客観的に把握することができるため、計測された音の特性値を基準値と比較することにより、各放熱フィンの接合状態の良否を客観的に判断することができる。ここで、基準値は、ベース板に良好に接合されている放熱フィンを弾いたときに発生する音の特性値に基づいて設定される。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の接合状態検査方法であって、前記各放熱フィンを弾いたときに前記各放熱フィンに生じる応力の大きさが、前記各放熱フィンの０．２％ひずみ耐力の７５％乃至１００％の範囲にあることを特徴とする。
【００１１】
かかる接合状態検査方法によると、計測に十分な音のレベルを確保することができ、且つ、各放熱フィンに塑性変形が生じることがない。すなわち、放熱フィンを弾く力が小さいと、発生する音のレベルも必然的に小さくなることから、測定に際して暗騒音に影響されるという問題があり、一方、放熱フィンを弾く力が大きいと放熱フィンに塑性変形が生ずるという問題があるが、放熱フィンに生じる応力の大きさがその０．２％ひずみ耐力の７５％乃至１００％の範囲にあれば、かかる問題を生じることがない。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の接合状態検査方法であって、前記各放熱フィンは、アルミニウム合金製であり、前記ベース板の一方の面に摩擦振動接合により立設接合されたものであることを特徴とする。
【００１３】
かかる接合状態検査方法によると、ベース板の一方の面に摩擦振動接合された放熱フィンの接合状態の良否を客観的に判断することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の接合状態検査方法であって、前記各放熱フィンをアルミニウム合金製の部材で弾くことを特徴とする。
【００１５】
かかる接合状態検査方法によると、放熱フィンを傷つけることなく、しかも、計測に必要とされる音のレベルを確保することができる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、発熱体に熱的に接続される銅合金製ベース板の一方の面に摩擦振動接合により立設接合された複数のアルミニウム合金製放熱フィンの接合状態の良否を判定する接合状態検査方法であって、回転する接合ツールを前記ベース板の他方の面に押し当てつつ当該他方の面に沿って移動させて前記ベース板と前記各放熱フィンとを摩擦振動接合する際に前記接合ツールを回転させるモータに流れる電流値を計測し、計測された電流値を基準値と比較することにより前記各放熱フィンの接合状態の良否を判定することを特徴とする。
【００１７】
かかる接合状態検査方法は、ベース板と放熱フィンとが摩擦振動接合されている場合にその接合状態の良否を判定するものであり、回転する接合ツールを用いて摩擦振動接合を行ったときに、当該接合ツールを回転させるモータに流れた電流値が基準値を超えたか否かを判別することによって、各放熱フィンの接合状態の良否を判定するものである。すなわち、接合ツールの回転数を一定に保った場合、接合ツールの押圧力とモータに流れる電流値との間に密接な相関関係があり、また、接合ツールの押圧力と接合部の接合強度との間にも密接な相関関係があることから、電流値を計測することによってベース板と各放熱フィンとの境界面に作用した押圧力を間接的に把握することが可能となり、その結果、ベース板に摩擦振動接合された放熱フィンとの接合状態の良否を客観的に判定することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略するものとする。
【００１９】
［    第一の実施形態  ］
第一の実施形態に係る接合状態検査方法は、半導体素子、モータ、電子制御部品などの発熱体から発生する熱を発散させるための放熱部材を構成するベース板とフィンとの接合状態の良否を判定するものであり、本実施形態では、図１に示す検査装置Ｓを使用する。
【００２０】
（放熱部材の構成）
まず、検査対象たる放熱部材を、図６および図７を参照して説明する。
図６（ａ）（ｂ）に示すように、放熱部材１は、ベース板２とフィン３，３，…とで構成されている。
ベース板２は、銅合金製であり、その幅、長さ、厚さはそれぞれＷ，Ｌ，ｔである（図７（ａ）（ｂ）参照）。ベース板２の一方の面２ａには、ヒートスプレッダ４を介して、ＣＰＵ等の発熱体５が熱的に接続される。
フィン３は、アルミニウム合金製であり、ベース板２の面２ｂ上に互いに平行となるように立設接合されている。また、図６（ｂ）に示すように、フィン３，３は、二枚一対が基端部３ａで連結されてフィン構成材６を形成している。
【００２１】
かかる放熱部材１において、発熱体５で発生した熱は、まずヒートスプレッダ４を介してベース板２に伝えられ、次にベース板２中で図７（ｃ）の矢印で示すように全方向に流れて各フィン３，３，…に伝えられ、最終的にここで自然冷却され、あるいはファンなどによって強制冷却されて空気中に放散される。
【００２２】
（ベース板とフィンとの接合方法）
ベース板２とフィン３とを接合方法は、特に限定されるものではないが、例えば、かしめ、接着剤又はろう付けなどの公知の方法を用いることができる。また、第二の実施形態で説明する摩擦振動接合によりベース板２とフィン３とを接合してもよい。なお、第二の実施形態で説明する摩擦振動接合は、回転する接合ツールを溶融点の高い金属部材側に押し込んで、これにより発生する摩擦熱と押圧力を金属部材間の境界面に伝達するような接触方式であるが、これに限定されるものではなく、電磁誘導を利用して溶融点の高い金属部材側から金属部材間の境界面を加熱及び加圧するような非接触方式でもよい。また、たとえばベース板２とフィン３とがともに銅からなる場合には、境界面にアルミ箔などを挟んで接合することが好適である。
【００２３】
次に、本実施形態に係る接合状態検査方法を実現するための検査装置の一例を、図１乃至図５を参照して説明する。
【００２４】
検査装置Ｓは、図１に示すように、検査対象たる放熱部材１が載置される架台１０と、この架台１０に載置された放熱部材１のフィン３を弾く弾き部２０と、この弾き部２０を水平移動させるための移動機構３０と、フィン３を弾いたときに発生する音（以下、「弾き音」という）を集音する集音手段４０と、この集音手段４０で集音された弾き音を解析し、接合状態の良否を判定する処理装置５０とを備えて構成されている。
【００２５】
弾き部２０は、弾き棒２１と、この弾き棒２１に取り付けられた錘部材２２とを備えて構成されている。
【００２６】
弾き棒２１は、その上部に円板状の支持部２３を備えており、この支持部２３を介して後記する移動機構３０に対して回動自在に取り付けられている。すなわち、弾き棒２１は、支持部２３を中心として鉛直面内で旋回可能に構成されている。また、弾き棒２１は、本実施形態ではアルミニウム合金製である。アルミニウム合金製とすると、フィン３を傷つける恐れがなく、しかも、計測に必要とされる音のレベルを確保することができる。
【００２７】
錘部材２２には、図２に示すように、その中心に弾き棒２１が挿通される挿通孔が穿設されており、さらに、その側面に錘部材２２を固定するためのビス２２ａが挿通されるビス孔が弾き棒２１に直交する方向に穿設されている。そして、錘部材２２を弾き棒２１に沿って適宜な位置までスライドさせたうえで、ビス孔にビス２２ａを挿通して締め付けることで、錘部材２２が弾き棒２１に固定される。このように、錘部材２２の取付位置を調節することにより、弾き棒２１でフィン３を弾いたときにフィン３に作用する水平方向の力Ｐ（以下、「弾き力Ｐ」という）の大きさを調節することができる。
【００２８】
なお、弾き力Ｐが大きいほど発生する音が大きくなって暗騒音に影響されにくくなるが、弾き力Ｐを必要以上に大きくするとフィン３に塑性変形が生じてしまう。このため、フィン３の形状・寸法や弾き棒２１の材質等に応じた弾き力Ｐの大きさを設定する必要があるが、好適には、フィン３を弾いたときにフィン３に生じる応力の大きさが、フィン３の０．２％ひずみ耐力の７５％乃至１００％の範囲にあることが望ましい。このような範囲にあると、計測に十分な音のレベルを確保することができ、且つ、フィン３に塑性変形が生じることがない。なお、どの程度の大きさの弾き力Ｐをフィン３に作用させたときに、フィン３に生じる応力の大きさが前記した範囲内になるか否かは、有限要素法等の応力解析手法を用いて予め計算しておくとよい。
【００２９】
移動機構３０は、図１に示すように、上面が水平になるように配置されたガイドレール３１と、弾き棒２１を保持するとともに、ガイドレール３１の上面に沿って摺動移動する保持手段３２と、保持手段３２を一定速度で移動させる駆動手段３３と、を備えて構成されている。
【００３０】
保持手段３２は、ガイドレール３１上に載置される一対の摺動部３２ａ，３２ａを備えて構成されており、この摺動部３２ａ，３２ａに弾き棒２１の支持部２３が回動自在に挟持されている。
【００３１】
駆動手段３３は、モータ３３ａと、その出力軸に取り付けられた巻取部３３ｂと、一端が保持手段３２に取り付けられ、他端が巻取部３３ｂに取り付けられた紐状部材３３ｃを備えて構成されている。そして、モータ３３ａを駆動させると、紐状部材３３ｃが一定速度で巻取部３３ｂに巻き取られ、その結果、保持手段３２がガイドレール３１上を一定速度で摺動移動し、弾き棒２１が水平方向に移動する。また、弾き棒２１は、鉛直面内で旋回可能であることから、フィン３を乗り越えることができ、さらに、フィン３を乗り越えると移動方向に隣り合う他のフィン３に向かって旋回し、当該他のフィン３を弾くことになる。つまり、弾き棒２１を水平方向に移動させることで、フィン３，３，…が一枚ずつ順次弾かれることになる。
【００３２】
集音手段４０は、弾き音を集音し、これを電圧値に変換するとともに、得られた電圧値を後記する処理手段５０へ出力するものであり、騒音計やアンプを備えたマイクなどで構成することができる。
【００３３】
処理手段５０は、図３に示すように、弾き音の周波数特性を解析してその結果を判定部５２へ出力する解析部５１と、この解析部５１で得られた結果に基づいてベース板２とフィン３との接合状態の良否を判定する判定部５２と、この判定部５２での判定結果を表示する表示手段５３とを少なくとも備えて構成されている。なお、集音手段４０から出力される電圧値がアナログデータである場合には、解析部５１の前段にＡ−Ｄ変換器を介設し、当該アナログデータを予め設定したサンプリング周期でデジタルデータに変換する。
【００３４】
解析部５１は、集音手段４０から出力された電圧値の時刻歴データに基づいて弾き音に含まれている周波数成分や周波数成分毎の音のレベルを解析してその結果を判定部５２へ出力する。なお、複数のフィン３を一つずつ順次弾いたときに発生する複数の弾き音を連続して集音した場合には、複数の弾き音が不連続・非定常に発生することになるので、弾き音の周波数特性はウェーブレット変換解析により演算するのが望ましい。
【００３５】
判定部５２は、弾き音の中から予め設定した特定の周波数成分を抽出し、この抽出した周波数成分における音のレベル（音の大きさ）が予め設定した基準値を超えるか否かによってベース板２とフィン３との接合状態の良否を判定する。
これは、周波数領域で弾き音を比較したときに、接合状態が不良なものは、良好なものと異なる周波数において弾き音のレベルが高くなる傾向にあるという知見に基づくものであり、弾き音の中から当該特定の周波数成分を抽出したときに、当該周波数における音のレベルが予め設定した基準値よりも大きい場合には、接合状態が不良なものであると判定される。
【００３６】
ここで、接合状態の良否の判定方法を、図４および図５を参照して具体的に説明する。
なお、図４（ａ）は、複数の弾き音の解析結果を、時間（秒）、周波数（Ｈｚ）、音のレベル（Ｖ）を軸とするグラフに表したものである。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）の２ｋＨｚにおける断面図であり、同じく、図５（ａ）は５６１．２Ｈｚにおける断面図である。また、図５（ｂ）は１０ｋＨｚにおける断面図である。なお、各グラフにおいて、一定時間ごとにピークが存在しているが、これら一つ一つが複数のフィン３に対応している。
【００３７】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、接合状態が不良なものには、５６１．２Ｈｚおよび１０ｋＨｚにおいて顕著なピークが存在することが分かる。
【００３８】
したがって、図５（ａ）（ｂ）のケースであれば、計測された弾き音の中から５６１．２Ｈｚと１０ｋＨｚの成分を抽出するとともに、各ピークの値と予め設定した基準値とを比較してその大小を判定することにより各フィン３における接合状態の良否が判定される。例えば、図５（ａ）に示すように、５６１．２Ｈｚの場合の基準値を０．０１Ｖとすれば、当該基準値を超える３つのピークに対応するフィン３の接合状態が不良であると判定されることになる。また、図５（ｂ）に示すように、１０ｋＨｚの場合の基準値を０．１５Ｖとすれば、当該基準値を超える３つのピークに対応するフィン３の接合状態が不良であると判定されることになる。
【００３９】
なお、前記した具体的な数値は、一例であり、ベース板２およびフィン３の寸法、形状、材質等によって異なるので、実験等を行って適宜設定する必要がある。
【００４０】
表示手段５３は、ディスプレイ装置等からなり、判定部５２で判定された接合状態の良否を表示する。
【００４１】
（接合状態検査方法）
次に、前記した検査装置Ｓを利用して放熱部材１のベース板とフィン３との接合状態の良否を判定する手順を説明する。
【００４２】
まず、図１に示すように、架台１０の所定の位置に放熱部材１を載置し、前後左右に移動しないようにしっかりと固定する。
【００４３】
続いて、弾き力Ｐが適切な大きさになるように錘部材２２の位置を調節したうえで、弾き棒２１を所定の位置に配置する。
【００４４】
次に、モータ３３ａを駆動し、紐状部材３３ｃを一定速度で巻き取る。すなわち、保持手段３２を一定速度で移動させ、弾き棒２１でフィン３，３，…を一枚ずつ順次弾く。このとき、フィン３，３，…に対応して発生する複数の弾き音を集音手段４０で連続して集音する。
【００４５】
図３に示すように、集音手段４０で集音された複数の弾き音の時刻歴データは、処理手段５０の解析部５１へ送出され、解析部５１で各弾き音の周波数特性やレベルなどの特性値が解析される。また、解析部５１で解析された特性値は、判定部５２へ送出される。
【００４６】
そして、判定部５２において、各弾き音の中から予め設定した特定の周波数成分が抽出され、この抽出された周波数成分における音のレベル（音の大きさ）と予め設定した基準値とが比較され、その結果に基づいてベース板２とフィン３との接合状態の良否が判定され、最終的に表示手段５３に表示される。
【００４７】
このように、本実施形態に係る接合状態検査方法によれば、集音手段４０で集音された弾き音の周波数特性等の差異を手がかりにするので、フィン３の接合状態の良否を客観的に判断することができる。
【００４８】
なお、放熱部材１の構成は、前記したものに限定されることはなく、適宜変更しても差し支えない。例えば、図示は省略するが、波形や稲妻形のフィンをベース板の一方の面に立設接合したものであってもよい。また、ヒートスプレッダの有無やその寸法・形状も任意であり、発熱体５はヒートパイプ等を介してベース板２に接続されていてもよい。
【００４９】
さらに、検査装置Ｓの構成も、前記したものに限定されることはなく、適宜変更しても差し支えない。
【００５０】
［    第二の実施形態  ］
第二の実施形態に係る接合状態検査方法は、放熱部材１を構成するベース板２とフィン３とが摩擦振動接合されている場合にその接合状態の良否を判定するものである。なお、放熱部材１の構成は、第一の実施形態で説明したものと同様であるので詳細な説明を省略する。
【００５１】
ここで、摩擦振動接合によりベース板２とフィン３とを接合する方法を、図８および図９を参照して説明する。
【００５２】
まず、銅及びアルミニウムよりも溶融点の高い鉄などからなるスペーサ冶具７を用意する。図８（ａ）に示すように、このスペーサ冶具７には、高さの等しい板状のスペーサ部７ａ，７ａ，…が等間隔に並んで立設形成されている。スペーサ部７ａ，７ａ間の隙間７ｂの幅は、フィン３の板厚に略等しい。
一方で、平板状のアルミニウム合金板を断面凹字形に折り曲げることにより、フィン構成材６を製作しておく。
【００５３】
そして、スペーサ冶具７のスペーサ部７ａを取り巻くように、フィン構成材６をスペーサ冶具７に対して側方から挿入する。つまり、スペーサ部７ａの両側の隙間７ｂ，７ｂにそれぞれフィン３，３を、当該スペーサ部７ａの上面に基端部３ａが位置するように、フィン構成材６を側方から挿入する。同様にして、他の全ての隙間７ｂにもそれぞれフィン３が嵌まるように、次々にフィン構成材６，６，…をスペーサ冶具７に挿入していく。
【００５４】
その後、フィン構成材６，６，…をセットしたスペーサ冶具７の上方からベース板２を被せる。この状態で、ベース板２の面２ｂ（図示下面）はフィン構成材６の基端部３ａに接触しており、スペーサ冶具７のスペーサ部７ａには接触していない。
【００５５】
次に、図８（ｂ），図９（ａ）に示すように、回転軸８ｂを中心として円周方向に高速回転する接合ツール８のツール本体８ａの周面をベース板２の面２ａに垂直に押し当てつつ、接合ツール８をベース板２の面２ａに沿って所定の送り速度で移動させることによって、フィン構成材６とベース板２とを摩擦振動接合する。なお、接合ツール８の走行領域や走行向き等の接合条件を任意に定め得る。例えば、図示の場合であれば、３パスで接合する。すなわち、三つの領域に分け、接合ツール８をずらして三回移動させる。
【００５６】
接合ツール８は、回転軸８ｂの先端部に円板状のツール本体８ａを固定してなるものであり、ツール本体８ａはＪＩＳ：ＳＫＤ６１などの工具鋼からなる。ツール本体８ａは、ベース板２の面２ａを押さえ込みつつ進行方向後方に送り込むような向きで回転軸８ｂのまわりに回転する。また、回転軸８ｂは、図示しないモータの出力軸に接続されており、当該モータを適宜な出力で駆動させることによって、ツール本体８ａが回転軸８ｂを中心として円周方向に回転することになる。
【００５７】
ツール本体８ａは、図９（ｂ）に示すように、その周面がベース板２の面２ａに一定量αだけ押し込まれた状態で円周方向に高速回転しつつ、ベース板２の面２ａに沿って移動する。そして、このようなツール本体８ａのベース板２への押し込みによってフィン構成材６の基端部３ａとベース板２の境界面の隙間をなくしつつ、高速回転するツール本体８ａとベース板２との接触により生ずる振動によってフィン構成材６の基端部３ａとベース板２の境界面の酸化皮膜を分断破壊するとともに、ツール本体８ａと接触するベース板２の所定領域とこれに隣接する基端部３ａの所定領域とを、ツール本体８ａとベース板２との摩擦接触により発生した熱で高温化し、ベース板２（銅）と接している基端部３ａ（アルミニウム）の一部を共晶融解させる。その結果、ベース板２と基端部３ａの間には共晶層９が形成される。そして、接合ツール８のツール本体８ａが通過した後に冷却されて、フィン構成材６の基端部３ａとベース板２は、共晶層９を介して接合される。
【００５８】
なお、ベース板２の面２ａには、ツール本体８ａが押圧力を当該面２ａに負荷しながら通過した跡が残るが、これを後で面削して平滑面を形成することが望ましい。
【００５９】
このように、ベース板２、フィン構成材６がそれぞれ銅、アルミニウムからなり、アルミニウムよりも溶融点の高い銅からなるベース板２側から接合ツール８を押し当てるので、フィン構成材６の基端部３ａとベース板２の重ね合わせ部が接合に必要な温度（銅とアルミニウムの共晶温度：５４８℃）以上に達したときにベース板２の変形抵抗を比較的大きく保持して、接合ツール８の押圧力を境界面に充分に伝達でき、両者が確実に接合される。
【００６０】
最後に、スペーサ冶具７からベース板２を持ち上げるだけで、ベース板２にフィン構成材６，６，…が立設接合された放熱部材１を取り出すことができる。
【００６１】
（接合状態検査方法）
そして、本実施形態に係る接合状態検査方法は、接合ツール８を回転させる図示しないモータに流れる電流値を計測し、計測された電流値を基準値と比較することによりベース板２とフィン３との接合状態の良否を判定するものである。
【００６２】
すなわち、接合ツール８の回転数を一定に保った場合、接合ツール８の押圧力とモータに流れる電流値との間に密接な相関関係があり、また、接合ツール８の押圧力と接合部の接合強度との間にも密接な相関関係があることから、電流値を計測することによってベース板２と各フィン３との境界面に作用した押圧力を間接的に把握することが可能となり、その結果、ベース板２に摩擦振動接合されたフィン３との接合状態の良否を客観的に判定することが可能となる。
【００６３】
例えば、図１０は、１パス目にモータに流れた電流値（Ａ）と１枚目のフィンの単位長さあたりの接合強度（Ｎ／ｍｍ）との関係を示すグラフであるが、この図から、モータに流れる電流値と接合強度との間に密接な相関関係があることが分かる。したがって、例えば、１枚目のフィンの接合強度として３（Ｎ／ｍｍ）を保証する場合には、約１１（Ｎ／ｍｍ）の接合強度が期待できる６０（Ａ）を基準値として設定すればよい。この場合、モータに流れた電流値が６０（Ａ）よりも小さければ接合状態が「不良」と判定され、６０（Ａ）よりも大きければ接合状態が「良好」と判定される。ここで、１パス目の電流値と１枚目のフィンの接合強度との関係を示すグラフに基づいて基準値を設定したのは、「１パス目」の「１枚目」が最も接合条件が悪く、接合不良を生じやすいからである。すなわち、１パス目はベース板２の温度および接合ツール８の温度が低く、さらに、１パス目において、その接合開始時点、すなわち、１枚目のフィン３を接合するときの温度が最も低いからである。
【００６４】
なお、基準値の大きさは、１枚目のフィン３の接合強度の保証値によって異なり、また、ベース板２やフィン３等の寸法・形状によっても異なることから、これの条件を考慮して適宜設定する必要がある。
【００６５】
ちなみに、図１０に示すグラフは、直径１２０ｍｍ、幅２４ｍｍのツール本体８ａを毎分２０００回転させつつ毎分７５０ｍｍの速度でベース板２の面２ａに沿って移動させたときのものである。ここで、ベース板２は、無酸素銅からなり、幅（Ｗ）６０ｍｍ、長さ（Ｌ）７５ｍｍ、厚さ（ｔ）３ｍｍである（図７（ａ）（ｂ）参照）。また、フィン３は、アルミニウム合金からなり、幅５０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍである。
【００６６】
図１１（ａ）（ｂ）は、接合ツールを回転させるモータに流れた電流値の推移を示すグラフであって、図１１（ａ）は接合状態が良好な場合の電流値を示すグラフであり、図１１（ｂ）は接合状態が不良な場合の電流値を示すグラフである。この図に示すように、接合を開始した時点で電流値が６０（Ａ）以下である場合には、接合状態が不良と判定される。
【００６７】
本実施形態に係る接合状態検査方法によれば、客観的に把握可能な電流値に基づいて、ベース板２とフィン３との接合状態の良否を判定することができるので、その判定精度が高い。
【００６８】
【発明の効果】
本発明に係る接合状態検査方法によれば、発熱体に熱的に接続されるベース板に立設接合された複数の放熱フィンの接合状態の良否を客観的に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る接合状態検査方法を実施するための検査装置を示す斜視図である。
【図２】同じく拡大正面図である。
【図３】処理手段のブロック構成図である。
【図４】解析結果の一例を示すグラフであって、（ａ）は複数の弾き音の解析結果を、時間（秒）、周波数（Ｈｚ）、音のレベル（Ｖ）を軸とするグラフに表した図、（ｂ）は図４（ａ）の２ｋＨｚにおける断面図である。
【図５】同じく（ａ）は５６１．２Ｈｚにおける断面図、（ｂ）は１０ｋＨｚにおける断面図である。
【図６】（ａ）は検査対象たる放熱部材を表す斜視図、（ｂ）は同分解斜視図である。
【図７】（ａ）は図６（ａ）のＡ−Ａ断面図、は同Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）は同底面図である。
【図８】放熱部材の製造方法の一例を説明する斜視図である。
【図９】（ａ）は図８に続く工程を説明する側面図であり、（ｂ）はその要部拡大断面図である。
【図１０】１パス目にモータに流れた電流値（Ａ）と１枚目のフィンの単位長さあたりの接合強度（Ｎ／ｍｍ）との関係を示すグラフである。
【図１１】（ａ）（ｂ）は、接合ツールを回転させるモータに流れた電流値の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
１      放熱部材
２      ベース板
３      フィン
３ａ    基端部
４      ヒートスプレッダ
５      発熱体
６      フィン構成材
７      スペーサ冶具
８      接合ツール
８ａ    ツール本体
８ｂ    回転軸
９      共晶層
１０    架台
２０    弾き部
３０    移動機構
４０    集音手段
５０    処理手段
Ｓ      検査装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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